某金属加工企业节能减排技术改造项目可行性研究报告

1 目 录 第一章 总论 . 1 1.1 项目名称 . 1 1.2 主办单位及负责人 . 1 1.3 编制单位 . 1 1.4 编制依据及范围 . 1 1.5 设计原则 . 2 1.6 建设规模 . 3 1.7 厂址及建厂条件 . 3 1.8 工艺方案选择 . 4 1.10 项目实施计划 . 5 1.11 投资估算及资金来源 . 5 1.12 主要技术经济指标 . 5 1.13 结论 . 7 第二章 承办企业基本情况 . 9 2.1 企业概况 . 9 2.2 企业资产情况 . 10 2.3 企业发展规划 . 10 第三章 项目提出的背景和必要性 . 11 3.1 项目提出的背景 . 11 3.2 项目实施的必要性 . 14 第四章 原料、燃料的供需情况 . 17 4.1 原、燃料供应及质量 . 17 4.2 产品方案和质量指标 . 19 第五章 金属镁及其产品特性和市场概况 . 20 5.1 金属镁及其产品的特性 . 20 5.2 金属镁和镁合金的应用 . 21 5.3 国内、外市场概况 . 22 第六章 厂址及建厂条件 . 26 6.1 地理位置 . 26 6.2 厂址概况 . 26 6.3 气象条件 . 27 2 6.4 工程地质 . 27 6.5 给排水 . 28 6.6 供电 . 28 6.供热 . 28 第七章 企业生产现状 . 30 7.1 工艺流程和生产设备 . 30 7.2 原料、燃料的来源和消耗 . 31 7.3 燃料消耗和排放物分析 . 33 第八章 生产工艺流程及主要设备 . 36 8.1 工艺流程的选择 . 36 8.2 金属镁生产原理 . 37 8.3 生产工艺流程 . 37 8.4 主要生产设备 . 41 8.5 主要生产设备特点 . 43 第九章 公用及辅助设施 . 46 9.1 总图运输 . 46 9.2 电力与电信 . 48 9.4 自动化仪表 . 57 9.5 土建 . 58 9.6 采暖、通风、除尘 . 59 9.7 空压站 . 61 9.8 化验室 . 61 9.9 维修 . 61 第十章 环境保护 . 62 10.1 编制依据及采用的标准 . 62 10.2 建设地区的环境现状 . 63 10.3 工程主要污染源及污染物 . 64 10.4 污染物的治理 . 66 10.5 绿化 . 68 10.6 环境保护机构 . 69 10.7 环境保护预期效果 . 69 第十一章 安全及工业卫生 . 70 11.1 编制依据及采用的标准 . 70 3 11.2 工程概述 . 72 11.3 主要危害因素分析 . 72 11.4 设计采取的防范措施 . 75 11.6 安全卫生效果预测 . 78 第十二章 消防 . 79 12.1 编制依据及采用的标准 . 79 12.2 主要生产场所及装置的火灾危险性分析 . 79 第十三章 能源 . 82 13.1 编制依据和标准 . 82 13.2 能源供应 . 82 13.3 能耗分析 . 83 13.4 能源消耗 . 83 13.5 节能措施 . 83 第十四章 职工定员 . 85 14.1 编制依据 . 85 14.2 编制范围 . 85 14.3 组织机构 . 85 14.4 生产班制 . 85 14.5 替班人员 . 85 14.6 定员编制结果 . 86 第十五章 项目实施计划 . 87 第十六章 投资估算 . 88 16.1 编制依据 . 88 16.2 编制说明 . 88 16.3 问题说明 . 89 第十七章 技术经济评价 . 90 17.1 概述 . 90 17.2 基础数据 . 90 17.3 财务评价 . 91 第十八章 研究结论 . 96 4 附表： 估算表 技术经济分析表 物料平衡表 主要设备表 附图： 总平面图（镁研 -01） 水量平衡图（镁研 -02） 1 第一章 总 论 1.1项目名称 某金属加工企业 节能 减排技术改造项目 可行性研究报告 1.2主办单位及负责人 主办单位： 某金属加工企业 有限公司 项目负责 人： XXXXXX 占地： 113520m2（ 约 合 170 亩） 地址： XX 省 XX 市 XX 县 XX 村 1.3编制单位 XXXXXXXX 咨询有限责任公司 资格证书编号：工咨甲 XXXXXXXXXXX 1.4编制依据及范围 1.4.1 编制依据 1） 某金属加工企业 有限公司 关于本项目 的 可行性研究报告 编制委托书； 2） 某金属加工企业 有限公司 与 XXXXXXXX 咨询有限责任公司签订的 编制 本 可行性研究报告合同书； 3） 某金属加工企业 有限公司 节能减排工艺提升技术改造方案 ； 4） 建设项目可行性研究内容和深度的规定（修订本） ； 5） XXXX 省产业投资指导目录（ 2006 年）； 6） 某金属加工企业 有限公司为本项目提供的各项 工程资料，包括地质资料、供水和供电等。 2 1.4.2 编制范围 本可行性研究报告编制范围为年产 12000 吨 金属 镁 产 品 生产线节能减排技术改造 的生产系统和设施，辅助生产系统和设施。包括：白云石煅烧 生产设施 （ 主要是 机械化煤气竖窑） ； 原料制备 车间和生产设施 ； 还原车间和 蓄热式 还原炉 、真空泵等生产设施 ；精炼车间和蓄热式 精炼炉 、半连续铸造机 等生产设施 ； 煤气站和发生炉煤气供应设施； 总图运输、土建、供配电、给排水、自动化仪表、消防、环境保护等生产辅助设施 ， 以及与本可行性研究有关的其它方面。 1.5设计原则 1）本项目的设计在 “实用、可靠、先进、低成本 ”的原则下，尽可能减少占地、节省投资； 2）采用先进可靠的工艺技术和稳定可靠的生产设备，以确保本项目生产长期、安全、稳定地连续进行； 3）工程自动化水平遵循经济、实用、有效、有利于产品质量控制和安全生产、性价比高的原则，不片面追求高、精、尖配置； 4） 本项目属于技术改造项目， 工程建设在 某金属加工企业 有 限公司 现 有生产 厂 区 内进行 ，充分利用 某金属加工企业 有限 公司已有的生产设施和 基础设施 ，节省投资和节约用地 ； 5）严格执行国家的环境保护法律和规范，做到 “三废 ”治理与工程建设实现 “三同时 ”，对 “三废 ”排放量的控制 满足国家及地方有关法律和法规的要求； 6）认真贯彻执行国家劳动法，加强劳动安全和工业卫生防护设计的措施，保证生产人员的身心健康； 7）认真贯彻执行消防法，消防设计要安全、有效，切实保证消防设施完善、可靠； 8）严格执行国家有关法律、法规、强制性设计标准及规范，保 3 证工程设计质量； 9） 本可研 研究重点是节能减 排，要采用合理可行的生产工艺，尽最大可能采用 节能技术、节能设备和材料 ， 以 达到 降低能耗 和减少温室气体排放 的目地 。 1.6建设规模 根据 某金属加工企业 有限公司 的 可研 编制 委托书要求，并考虑 公司现有生产状况以及 厂址 所处 环境、原料和燃料供应、供水、供电、资金来源及运输等综合条件，确定 本 工程属于节能减排技术改造项目，建设规模为年产 金属 镁锭 12000 吨 ， 1.7厂址及建厂条件 1.7.1 厂址 某金属加工企业 有限公司年产 12000 吨 金属镁节能减排技术改造项目 厂址位于 XX省 XX市 XX县 XX村 东 南约 1.3km处，距 YYYY市约 55km，距 MMMM 县城约 20km,距 NNNN 约 10km，距 ZZZZ约 340km。 1.7.2 建设条件 1）水源 本项目用水量不大，生产用水采用闭路循环。在厂 址 东 南 350m有一眼 120m 深井，出水量为 50m3/h。 该水井产权属于 网邻村 ，除保证该村生活用水和农业灌溉用水外， 尚 有 30m3/h 的富余量， 某金属加工企业 有限公司 生产和生活用水由该水井供应。 本项目用水不超过5m3/h， 因此该水源 完全可以满足本项目生产、生活及消防用水。 2）电源 在厂址以南 约 4km 有一座 110kVA 区域变电站， 某金属加工企 业有限公司从该变电站引有一条 10kV 专用线路，专为 某金属加工企业 4 有限公司供应电力。 本项目依旧由该区域变电站作为电源。 另外，公司还在厂区设有 柴油发电机组，配备 550kW 发电机 1台、 250kW 发电机 1 台、 50kW 发电机 1 台，作为 某金属加工企业 有限公司 的 生产备用电源。 本项目 不仅 建 有供电专线，而且还 配 有备用发电机组， 故本项目用电是有保证的。 3）供热 某金属加工企业 有限公司在厂区设有锅炉房，内设 1 台热水锅炉，为 职工洗浴 和其它生活需求供应热水；厂区采暖用还原车间循环水。 因此，该厂址具备建设条件。 1.8工艺方案 选择 本设计 生产工艺采用皮江法生产金属镁。 采用 机械化 煤气 竖窑煅烧白云石，还原设备则是采用 蓄热式还原炉 、机械真空泵，采用蓄热式精炼炉进行粗镁精炼、 半连续铸造机生产镁锭 ；设立煤气站，使用两段式煤气发生炉 产生发生炉煤气， 为还原炉、精炼炉、锅炉等热工设备供应燃料。 1.9 原料来源及产品销售方向 1.9.1 原料来源 本项目 所需生产原料主要有 白云石、硅铁等 。 白云石由当地的白云石矿供应；还原剂 75#硅铁可向 YY、 YYZ、 YYZX 等地的生产厂家采购，也可从青海、宁夏、 QQQ 等地购入。 本项目所需的其它原料为精炼熔剂、萤石 、还原罐、熔炼坩锅、耐火材料等。精炼熔剂从青海进货；萤石从当地和 QQQ 采购；还原罐由 XXXX、 QQQ 等地的生产厂家供应；熔炼坩锅、耐火材料等所需数量不多，可从当地和河南、 QQQ 等地采买。另有一些其他辅助 5 材料由本地解决。 本项目建有煤气站，为金属镁生产供应发生炉煤气。煤气站使用原煤，煅烧白云石的 机械化竖窑、 还原车间的 还原炉、 精炼车间的 精炼炉、锅炉等热工设备均 采用 发生炉 煤 气 作燃料。 煤气站所用原 煤从QQQ 省等地的煤矿采购。 1.9.2 产品销售方向 产品一部分供应出口，一部分向国内 镁合金厂、 汽车生产厂、航空航海生产 企业、钢铁企业、机械制造厂、军工企业、电力和电信等单位供货。 1.10 项目实施计划 2008 年 5 6 月完成可行性研究报告、立项、论证； 2008 年 7 月开始施工图设计； 2009 年 3 月 至 2009 年 11 月施工建设； 2009 年 12 月投产， 12 个月内达产 100%，达到设计生产能力。 1.11 投资估算及资金来源 1.11.1 投资估算 工程总投资为 2964 万元，其中，项目固定资产投资为 2514 万元，建设期利息 29 万元，铺底流动资金 421 万元。 1.11.2 资金来源 本项目固定资产投资总额为 2543 万元，其中， 自筹 1543 万元，银行贷款 1000 万元。 1.12 主要技术经济指标 详见 主要 技术经济指标表 。 6 主要技术经济指标表 序号 指 标 名 称 单 位 指 标 备 注 一 规模 1 金属镁 产量 t/a 8000 二 产品 1 金属 镁锭 t/a 8000 2 煤焦油 t/a 1692 三 各种原材料单耗指标 1 白云石 t/t 12 2 硅铁 t/t 1.05 3 萤石 t/t 0.198 4 脱剂硫 kg/t 30 5 精炼熔剂 t/t 0.095 6 还原罐 支 /t 0.1 7 坩锅 个 /t 0.05 四 动力单耗指标 1 原煤 t/t 4.7 热值是 27170kJ/kg 2 电 kWh/t 1085 3 水 t/t 4.5 五 原材料消耗 1 白云石 t/a 96000 2 硅铁 t/a 8400 3 萤石 t/a 1584 4 脱剂硫 t/a 240 6 精炼熔剂 t/a 760 6 还原罐 支 /a 800 7 坩锅 个 /a 400 六 动力消耗 1 原煤 t/a 37600 2 电 kWh/a 8.68106 3 水 t/a 36000 七 其它指标 1 年工作日 天 300 2 职工定员 人 415 其中 生产工人 人 387 管理人员 人 28 3 占地面积 公顷 11.35 约合 170 亩 八 投资 1 总投资 万元 2964 7 2 固定资产投资 万元 2514 3 建设期利息 万元 29 4 铺底流动资金 万元 421 九 财务指标（预测） 1 销售收入 万元 /a 13818 2 销售税金及附加 万元 /a 875 3 总成本费用 万元 /a 12180 4 利润总额 万元 /a 763 5 所得税 万元 /a 191 6 税后利润 万元 /a 572 7 贷款偿还期 年 4.56 含建设期 1 年 8 全投资内部收益率 % 19.81 税前 9 全投资内部收益率 % 16.34 税后 10 全投资回收期（税前） 年 6.04 含建设期 1 年 11 全投资回收期（税后） 年 6.87 含建设期 1 年 12 净现值（ Ic=12%，税前） 万元 2011 13 净现值（ Ic=12%，税后） 万元 1093 14 净现值（ Ic=12%，自有资金） 万元 1482 15 投资利润率 % 19.35 16 投资利税率 % 41.53 17 资本金利润率 % 38.87 1.13 结论 通过市场分析、技术方案论证，厂址以及技术经济分析，得出如下结论。 1）本项目选择了技术 成熟 成靠 、经济合理、 投资少 的 金属 镁生产工艺 ，采用了目前技术水平最好的生产设备。 使本项目的工艺、设备、环保、节能、控制与管理达到国内先进水平。 2） 本设计拆除了 某金属加 工企业 有限公司 原有的 用 煤 作燃料的竖窑、燃煤还原炉、 燃煤精炼炉 和燃煤镁合金熔炼炉 ， 相应地 建设了机械化煤气竖窑、蓄热式还原炉和蓄热式精炼炉 ； 项目 设计建设有 煤气站， 为煅烧白云石的竖窑，以及还原炉、 精炼炉 和锅炉等热工设备供应发生炉煤气 作为生产燃料 。 经过技术改造后，全厂能源消耗和 污染物 排放量有了大幅降低，达到了节能减排的目的。 3） 本项目采用了成熟可靠 的生产技术和生产设备，并采 取 了合 8 理可行 的环境保护治理措施，可确保各项污染物达标排放。 4）本工程所有生产设备均从国内采购 ，其性能可完全满足本项目的生产要求，价格相对低廉 ，供应方便通畅 。 5）公用及辅助工程配套设计合理，环境保护设施完善，完全能够满足工程要求。 6）本项目产品销售市场稳定，且前景看好，交通运输及供水、供电、供热有保障，具备建 设 条件。 7）环境保护、劳动安全、职业卫生、消防、抗震等设计严格执行国家和当地的有关法规、标准和规范。 8）财务评价表明，本工程具有明显的经济效益。 通过上述研究结论可以看出，本项目符合国家产业政策， 生产工艺装备先进、技术成熟可靠、经济合理，具备建设 条件，具有显著的经济效益，良好的社会效益和环境效益。 本项目的建设无论是技术上，还是经济上都 是可行的，也是必要的， 建议尽快实施。 9 第二章 承办企业基本情况 2.1企业概况 某金属加工企业 有限公司创 立于 2003 年 5 月，是一家从事金属镁冶炼的民营股份制企业。 公司 位于 XX 县 XX 村 ， 占地面积 约为 170亩， 厂区 建筑面积 12000m2，绿化面积 15000m3，拥有大型生产车间5 座， 年生产金属镁锭 5000 吨。 该 公司主要生产经营金属镁 、镁粉、镁合金等系列产品。在 某金属加工企业 有限公司 内 聚集了一批业内高素质技术专家和业务骨干 ；有一批从业多年、经验丰富的技术工人； 有稳定、优质的原材料供应基地 ； 有遍布全国的销售网络 。 某金属加工企业 有限公司 于 2006年投资 95万元进行了环 境 保 护设施的安装和改造，在 2006 年 10 月份，通过了县、市两级环保部门的环保验收，做到了清洁生产、 安全生产。 该 公司 自成立以来， 始终坚持以科技为先导、以管理为基础、以质量求生存、以创新谋发展 的原则， 视保护环境、造福人类为己任，积极致力于金 属镁生产技术的开发与研究。为国内外用户提供了不同类型的优质产品，公司产品 广泛应用于航天、汽车、机械、冶金、化工、医药等行业。 某金属加工企业 有限公司 的发展步伐与时俱进，遵循 “合作、诚信、共赢 ”的宗旨， 决心 与 社会 各界朋 友诚心合作、同谋发展、共创辉煌、回报社会 。 某金属加工企业 有限公司注册资本 为 400 万元，总资产 3895 万元，企业现有员工 415 人，其中技术人员 56 人， 2008 年销售收入 1.2亿元，实现利税 945 万元。 10 2.2 企业资产情况 截止目前， 某金属加工企业 有限公司固定资产总额为 2850 万元。 2.3企业发展规划 目前，世界制造业中心正在向中国大陆转移，中国镁产业正面临重大的历史机遇与挑战。 国家和 XXXX 省政府出台了一系列方针、政策，对我国和 XXXX 省 镁产业 发展进行指导和规划。 XXXX 省政府 提出 利用 XXXX 丰富的矿产 资源优势和能源优势， 将 XXXX 建设成为全国 乃至世界金属镁和镁合金生产基地的规划。大力鼓励生产企业 采用先进的生产工艺及机械设备， 对镁产品进行深加工， 生产镁合金铸件、型材等镁合金产品，提高镁产品的附加值。彻底改变我省镁产业以单一镁锭 生产为主 ， 产品附加值低，环境污染严重的局面。 当前 某金属加工企业 有限公司正遵循国家和 XXXX省产业政策，决 定 对企业 现有生产设施 进行技术改造，以降低企业能源消耗、 减少污染物 排放量，为我国和当地节能减排工作做出贡献。 为充分利用资源，提高产品的附加值，加强企业在市场的竞争能力， 该 公司计划 在节能减排技术改造项目完成后， 采用世界上先进的镁合金生产工艺及机械设备，在现有厂区上马建设年产 5000 吨镁合金生产线。生产镁合金锭、镁合金型材、镁合金压铸件等产品，建立白云石矿 金属 镁 镁合金 镁合金压铸件产业链，为企业开创 一条新的发展道路。 11 第三章 项目提出的背景和必要性 3.1项目提出的背景 自工业革命之后的 200 余年 里 ， 人类科学技术取得了巨大的进 步和发展 ， 物质 生活 和精神 生活 达到了前所未有的高度。同时也付出了巨大的代价，消耗了大量的自然资源，其中对于化石能源（石油、煤炭、天然气）的消耗 更是达到了难以 想象的地步。目前，地球上的能源储量 已接近枯竭， 根据统计 资料显示， 按照人类现有消耗能源速度计算， 石油开采还能持续 40 年，煤炭 资源 将在 200 年后消耗殆尽。资源的枯竭已经威胁到人类的生存， 促使各个国家把能源安全放在了重要位置，同时也加剧了对能源的争夺。 近年来 世界 上对水资源和石油 资源 的纷争不断，甚至引发战争。在最近 20 年里爆发的多次局部战争， 在其背后 或多或少 地都有争夺石油资源和水资源的影子。 在人类社会发展过程中， 由于工业生产 和其它行业 的迅速发展，人口数量的增加， 消耗 了大量的 化石能源（石油、煤炭、天然气） 。在人类大 量消耗化石能源的同时，也 向地球大气排放大量的二氧化碳等温室气体， 多年 来 的科学研究证明， 最近 100 多 年 里 地球平均气温的 显著上升 是与温室气体的大量增加密切相关的。近年来， 全球 强台风、沙尘暴、高温干旱、极端降水 等气象现象 频频发作，危害越发严重 。究其原因，其中最重要且人类负有不可推卸责任的是碳基燃料消耗过大而造成的全球气候变暖 。由于全球平 均 气温升高，造成南北 两极冰山和世界许多地区冰川融化，造成 全球海平面上升，陆地面积缩减， 如果这种状况持续发展，世界上 濒临海洋的地区和 海洋 低地国家将陷入灭顶之灾， 严重威胁 人类 的生产和生 活。 严酷的现实使人类不得不考虑 现有的生产和生活方式所存在的问题， 并 寻求更为合理的利用现有各种自然资源，特别是 不可再生的 12 化石 能源 （石油、煤炭、天然气） 的 方式。经过多年来有识之士的大声疾呼，以及有关国家 政府 和人民的多方努力，以京都议定书的签署为标志， 在这个问题上达到了广泛的一致。 时至 今 日 节能减排 一词已成为风靡世界的流行语言，并在世界有关国家付诸实施。 改革开放 30 年来我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境代价，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐， 人民 群众对环境污染问题反应强烈。这 种状况与经济结构不合理、增长方式粗放直接相关。不加快调整经济结构、转变增长方式，资源支撑不住，环境容纳不下，社会承受不起，经济发展 将 难以为继。只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才能实现经济又好又快发展。同时，温室气体排放引起全球气候变暖，备受国际社会广泛关注。进一步加强节能减排工作，也是应对全球气候变化的迫切需要，是我们应该承担的责任。 我国 “十一五 ”规划 提出了节能减排的目标，即到 2010 年在 2005年基础上单位 GDP 能源消费降低 20，主要污染物下降 10。这一目标的提出具有非常重要的战略意义。首先，它是全面贯彻落实 科学发展观 、促进经济又好又快发展的要求。当前，我国正处于工业化和城市化发展的关键时期，无论从发展规模还是从发展速度来看，在世界上都是独一无二的。随着人口增长和经济的快速 发展，资源环境约束日益突出。 2007 年，我国一次能源消费总量达到 26.5 亿吨标煤，比 2003 年增长了 51%。只有切实转变发展观念，开创新的发展模式，走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路，才有可能实现在经济平稳较快增长的同时，使我国的能源强度明显下降。其次，通过节能减排我国能在应对全球气候变化方面做出重要贡献。作为人类社会面临的共同挑战，气候变化已经成为当前国际社会高度关注的全球问题。我国的温室气体排放总量已接近世界第一排放大国美国，近年来更是呈高速增 13 长的 趋势。同时，尽管我国人均排放大大低于发达国家，但已接近世界平均水平。节能减排作为实现经济发展和保护环境双赢的有效途径，不仅是我国自身可持续发展的内在要求，也是为全球减缓气候变化做出的重要贡献。 XXXX 省省委、省政府提出全省要在 “十一五 ”期间，实现建设新型能源和工业基地，建设和谐稳定、山川秀美的新 XXXX 的宏伟目标，其中 “蓝天碧水工程 ”是实现这一目标的重点工程。 2007 年，根据“蓝天碧水工程 ”环保工作要求，全省的二氧化硫和化学需氧量的排放量将分别削减 5.94%和 3.25%。 XXXX 省循环经济发展规 划 （ 20062010）指出，根据全省的资源和产业特点，工业循环经济重点放在煤炭、焦 炭、冶金、电力、化工、建材等六大传统行业。 针对其不同特点构建循环产业链条，促进行业或企业按循环经济要求改进生产工艺，优化工艺流程，改善企业管理，使废物排放对环境的影响最小化，提升产业发展水平。针 对镁铝工业，该规划还提出，目前 XXXX 省镁铝工业发展循环经济思路为： 矿产资源的有序与保护并重；延伸镁铝合金的产业链，发展镁铝合金深加工产品，形成全国镁及铝金属加工产业基地；建立可拆卸的镁铝合金配件回收系统，建立镁铝合金循环回用网络；大力 推进镁铝工业的清洁生产；建立镁铝工业产业园，完善镁铝工业生态体系。 在此背景下， 某金属加工企业 有限公司 经过充分的市场调查和技术论证，决心对公司现有生产设施进行技术改造，最终实现降低能耗，减少二氧化碳气体、二氧化硫和粉尘等排放。为我国和 XXXX 省以及地方的节能减排工作 做出贡献。 该项目符合国家以及 XXXX 省的产 业政策和行业规划，项目的实施不仅可促进全省的镁产业的可持续发展， 而且该项目实施后，可在全省率先实现镁产业的节能降耗，污染治理，清洁文明生产，对全省工业循环经济的发展将起到示范作用。 14 3.2项目实施的必要 性 3.2.1 是 XXXX 镁产业 可持续 发展的需要 金属镁以其独特的性能被称为 21 世纪绿色环保材料，已在航空、航天、汽车、 3C、轻工等领域得到广泛应用。对近年来国际上主要金属材料发展趋势的分析表明，钢铁、铜、铅、锌、铝等材料的应用呈下降或缓慢增长趋势，而镁则以每年大于 10%的速率保持持续快速增长。我国是镁资源大国，也是 镁产品 生产出口大国， 金属镁及其制品的 产量居世界首位。 根据统计资料， 2006 年我国金属 镁产量达 50 万吨，占世界总 产量的 80%。 XXXX 是 全国的产镁大省， 2006 年金属镁 年产量 37.5 万吨，占到了全国 生产 总量的 75%，可见 XXXX 省的金属镁产业在全国乃至世界占有举足轻重的地位。 2002 年， XXXX省政府将金属镁产业与不锈钢、电解铝并列为 XXXX 省的支柱产业。经过数年的发展，金属镁产业 有力 地支撑了全省国民经济的快速健康发展，夯实了支柱产业的地位。 XXXX 镁 产 业从 上世纪 80 年代末 起步，经过十几年的发展，已经具有一定规模。目前全省规模以上的金属镁生产企业有 64 家，主要集中在 ZZZZ、 QAB 以及 YYYY 等地。 2006 年，全省规模以上生产企业实现 生产金属镁 37.5万吨，产值 62.9 亿元，销售收入 59.2 亿元。 但是， XXXX 金属镁产 业在快速发展的同时，也产生了一些问题，其中资源、能源浪费以及环境污染问题尤为突出。 金属 镁 产业是能源和矿石资源 消耗量很大的资源密集型产业。 在 YYYY 地区， 传统的金属 镁生产 是 利用 燃煤 竖窑煅烧白云石， 同时金属镁还原和粗镁精炼也是采用燃煤还原炉和燃煤精炼炉进行生产， 需要消耗大量的原料和能源。同时，由于 金属 镁生产 采用 煤 作 为 燃料， 煤 在燃烧过程中会产生 大量烟尘、二氧化硫和其他有害气体 ， 还有 废渣无序排放 等， 对环境造成了 严重 的污染。 如果此种状况不加以改变，势必使当地的金属 15 镁产业进入死胡同， 有被列入淘汰黑 名单的可能。 针对目前 XXXX 和当地 镁 产 业发展面临的问题， 某金属加工企业 有限公司 提出了本项目。该项目是以节能降耗为重点，通过节能降耗，大幅度减少 污染物的排放，同时辅以彻底的治理措施和固体废弃物综合利用措施，实现污染治理和清洁文明生产。 努力使 XXXX 和当地镁产业走可持续发展道路， 这是完全必要的和必须要做的。 3.2.2 是促进当地工业化水平提高，带动当地及周边地区相关产业的快速发展的需要 目前，拉动 YYYY 市工业发展增速的主要因素是 以资源和能源为基础的有色金属冶炼 、钢铁冶金 、炼焦加工业这三大行业， 其中金属 镁 产 业 （属有色冶金） 作为其中的 重 要组成部分，为 YYYY 市的经济发展起到了巨大的推动作用。 YYYY 市的 金属 镁 产 业发展具有得天独厚的资源优势。作为金属镁的主要 生产 原料 白云 石 在 YYYY 市 13 个县（市）区均有分布，总储量在数亿吨以上， 白云石 矿层厚度大、品位高、易开采，若按目前年开采 60 万吨计算，可以开采 200 余年。 YYZ 等地原煤储量丰富，可 为 YYYY 市的 金属 镁 产业发展提供丰富 的能源。目前， YYYY 市金属 镁 以 及镁合金产业已初步形成 NNNN 三大产业密集区，有 金属镁生产企业 50 余家，年生产能力 20 多万吨，产值 25 亿元，利税 1亿元左右。 现在 YYYY 市 金属 镁 产 业 的 主导产品为镁锭、镁合金、镁粉（粒），有少部分镁牺牲阳极 和挤压型材。镁锭多为含镁量为99.9%以上的一、二级镁， 完全满足 出口 质量 要求。镁合金产量逐年提高，生产能力有望突破 4 万吨。 金属镁 作为 YYYY 市的主导产业，已经为当地的工业化过程做出了重大贡献 。 作为 当地的主导产业，镁产 业的发展可进一步带动当地开采、运输、仓储、加工等相关 行 业的发展，加快整个 YYYY 市及周边地区的经济发展步伐。 某金属加工企业 有限公司年产 12000 吨 金属镁技术改造 项目的 16 实施 可 以 显著提高当地金属镁 生产技术水 平，进一步促进当地工业化水平的提高，带动当地及周边地区相关产业的快速发展。 3.2.3 是企业自身发展的需要 目前， 某金属加工企业 有限公司年产金属镁 5000 吨，在当地金属镁产业中属于中型企业。 由于 企业技术 装备水平不高，造成产品能耗和原料单耗较高，同时有害气体和固体废弃物的排放量较大，环境污染较为严重。造成产品成本较高、影响企业收益，同时 由于环境污染问题的困扰， 也对企业的发展造成了极为不利的影响。 从发展的观点看，利用 先进成熟的生产设备和 技术对 金属 镁生产进行节能技术改造，扩大 金属 镁生产规 模，实现节能降耗、清洁生 产、降低产品成本，可显著提高公司的市场竞争力。 同时， 也为公司进一步发展壮大打好基础。 该项目符合可持续发展的基本要求，同时带动了相关产业的发展，还可以解决当地一部分人员的就业问题，增加了地方财政税收，实现地方循环经济。所以无论经济效益，还是社会效益、环境效益、资源合理利用方面，该项目的建设都是十分必要的和迫切的。 通过以上分析得出结论，该项目建成投产后不仅具有较好的经济效益，符合国家产业政策，而且还具有良好的环境效益和社会效益，项目的建设是非常必要的。 17 第四章 原料、燃料的供需情况 4.1原、燃料供应及 质量 4.1.1 原料供应 本项目所需生产原料为白云石、硅铁等。 1）白云石 YYYY 市所在的河东地区是著名的白云石产地，所属县区蕴藏着丰富的白云石资源，主要分布在 NNNN、 X、 YYYY、 Z、 W、 QP 等地，仅 Q 县境内的白云石储量就达数十亿吨。这里的白云石矿埋藏浅，适宜露天开采，运输简单方便，可充分满足镁冶炼的需要。 某金属加工企业 有限公司所用白云石来源于 NNNN 境内的 稷王山、白土山、后宫焦山等地的 白云石矿 ， 距离厂址 15 25km。 用汽车把白云石从矿山运到厂区。 根据该公司提供的化验单， 白云石 的 化学组份如下： 编 号 含 量（ %） CaO MgO K2O Na2O SiO2 AI2O Fe2O3 1 29.96 19.14 0.09 0.016 1.52 3.50 0.35 2 30.41 18.90 0.09 0.016 1.52 3.50 0.35 3 29.51 19.53 0.17 0.016 3.54 1.60 0.30 白云石价格：把合乎生产粒度要求的白云石运到厂区，价格按33 元 /吨计。 2）硅铁 本项目需要 75#硅铁作还原剂，生产 1 吨产品需消耗约 1.05 吨硅铁。 在本地区 YYYY、 YY 以及邻近的 YYZ、 QA、 YYZX 均有生产，可就近购买 。另外 ， 还可以从青海、宁夏、 QQQ 等地购买，这些硅铁生产大户已在 YYYY 设立了硅铁供应站。 75#硅铁价格：目前硅铁价格处于高位，到厂价每吨 5400 元。 4.1.2 其它材料供应 18 本项目所需的其它原料为精炼熔剂、萤石、还原罐、 精炼 坩锅、脱硫剂、 耐火材料等。 1）精炼熔剂主要产自具有丰富镁盐资源的青海省，本项目所用精炼熔剂也是从青海进货； 2）萤石在当地就有出产，也可从 QQQ、 QQQ 采购； 3）在 YYYY 市就有多家还原罐生产厂， 本项目 所 需还原罐 从NNNN、 MMMM、 QA 等地的厂家采购， 也可 由 ZZZZ、 QAB 以及QQQ、 QQQ、宁夏 等地的生产厂供应； 4）本项目采用干法脱硫，用于脱除发生炉煤气中所含的硫，脱硫塔所用脱硫剂从河南购入。 5）精 炼坩锅、耐火材料等所需数量不多，可从当地和 其它地方以及 QQQ、 QQQ 等地购买。另有一些其他辅助材料由本地解决。 4.1.3 燃料供应 本项目建有煤气站，采用发生炉煤气作生产燃料，煤气站安装有2 台 3.2m两段式煤气发生炉，使用原煤 生产发生炉煤气。 本项目所用燃料煤从 QQQ 等地采购，粒度要求大于 20mm，用汽 车运入车区。 燃料煤价格：煤到厂价为 750 元 /吨 燃料煤 分析如下 。 固定碳 48.9% 灰 份 5.78% 挥发份 38.77% 水 分 6.55% S 含量 27170kJ/kg 19 4.2产品方案和质量指标 4.2.1 产品方案 根据 某金属加工企业 有限公司 实际 情况 ， 以及该公司的 委托要求， 确定本项目 产品是金属镁锭，年产量 12000 吨 。 4.2.2 主要产品质量指标 本项目 金属镁 产品质量 执行国家标准 GB/T3499-1995， 还可根据用户提出的质量要求进行生产。 主要产品 化学分析如下。 镁锭化学组份表 级别 牌号 化学成分， % Mg 不小于 杂质元素，不大于 Fe Si Ni Cu AI CI Mn Ti 杂质总和 特级 Mg99.96 99 96 0 004 0 004 0 0002 0 002 0 006 0 003 0 003 0 04 一级 Mg 99.95 99 95 0 004 0 005 0 0007 0 003 0 006 0 003 0 01 0 014 0 05 二级 Mg 99.90 99 90 0 04 0 01 0 001 0 004 0 02 0 005 0 03 0 10 三级 Mg 99.80 99 80 0 05 0 03 0 002 0 02 0 05 0 005 0 06 0 20 上表 为国家标准 GB/T3499-1995。 20 第五章 金属 镁 及其产品 特性 和市场概况 5.1金属镁及其产品的 特性 金属镁是一个年轻的金属， 20 世纪才发展起来，属于轻金属。它呈银白色，熔点 649 ，密度为 1.74g cm3，约为铜的 1 4、铝的 2 3；其化学活性强，与氧的亲合力大，常用做还原剂，去置换钛、锆、铀、铍等金属。粉状或细条状的镁，在空气中很易燃烧，燃烧时发出眩目的白光。镁与氟化物、氢氟酸和铬酸不发生作用，也不受苛性碱侵蚀，但极易溶解于有机和无机酸中。镁能直接与氮、硫和卤素等化合。金属镁无磁性，且有良好的热消散性。 金属镁最重要的用途是生产镁合金。镁合金材料密度为 1.751.85g/cm3，是钢的 1/5，是铝的 2/3，其比强度与比刚度均很高，比弹性模量与高强铝合金、合金钢大致相同。所以镁合金是高强度、低重量的金属结构材料。 镁合金的弹性模量较低，当受到外力作用时，应力分布将更为均匀，可以避免更高的应力集中。在弹性范围内承受冲击载荷时，所吸收的能量比铝高 50%左右，因此镁合金适宜于制造耐冲击的零部件。 镁合金阻尼性能好，适合于制造抗震零部件，广泛应用于汽车的仪表盘支架、方向盘、座椅框、轮毂以及摩托车的轮毂及转向部件。镁合金切削加工性能优良，其切削速度大大高于其它金属，不需要磨削、抛光处理，不需要切削液 即可以得到粗糙度很低的加工面。 镁合金在受到冲击或磨擦时，表面不会产生火花，在汽车和摩托车中用于油路零部件。镁合金的铸造性能优良，可以用几乎所有铸造工艺铸造成型。镁合金具有良好的导热性和散热性，与铝合金相当，在汽车中用于制造气缸体、传动箱，在摩托车中用于制造曲轴箱体、箱盖。 21 镁合金无磁性，电磁屏蔽能力强，抗电磁波干扰。镁合金氧化着色能力强，可阳极化涂装不同色彩。镁合金可以近于 100%再生利用，回收能耗低（是生产新料的 5%），回收料与新料特性相同。 5.2金属镁和 镁合金的应用 金属镁主要用于制造镁合金 ；由于镁 和卤素的结 合 力强，镁是用在金属热还原法生产钛、锆、铪、铀、铍等的重要还原剂； 镁 可用作生产球墨铸铁的球化剂； 在钢铁冶炼中用 金属 镁 作 脱硫 剂 ，可以使钢铁 中硫的含量 降 的 更低， 这 使 得金属 镁在 钢铁冶炼脱硫 方面的用量增长较快； 在有机合成中，应用镁的格里纳德 (Grignard)反应，可以合成多种复杂的有机化合物； 镁还用作化工储槽罐、地下管道及船体等阴极保护用的阳极材料 牺牲阳极； 镁 可用 来制造干电池、镁 海水储备电池 ； 镁由于燃烧热高，燃烧时发出耀眼的火焰， 可 用 于 制造照明弹、燃烧弹和焰火等。此外， 金属 镁还可以作为一种新的储能材 料。 镁合金主要用于汽车工业、林业机械、电动工具、航天航海工业以及高档电器消费品、笔记本电脑、摄录像机、移动电话等方面，特别是汽车工业对镁合金的需求更是与日俱增。目前，镁合金在汽车工业主要用于制造汽车的离合器壳体、进气歧管、镜子外罩、辅件托架及照明灯夹持器等零件。汽车用镁合金铸件大部分是压铸件，对减轻汽车重量、节省燃料、保护环境、改善汽车性能，提高安全性和舒适性，增强竞争能力具有显著的效果。 另外，镁合金在农业机械、凿岩机及轻工机械的部件也有应用。镁合金牺牲阳极可用于石油、天然气和热力管网不受电化学腐蚀，还可用于淡水、海水介质中的机械设备和港口设施，电缆设施等的保护，这方面应用已开始，尚待开发。镁合金在建材和建筑装璜行业的应用前景也十分看好。 镁合金产品被誉为 21 世纪的金属材料，已引起各国政府及汽车、 22 飞机、轮船等制造商的普遍重视，镁合金产品随着对制造业轻量化及产品质量化的要求，需求量会越来越大。 5.3国内、外市场概况 上世纪八十年代以来，世界镁工业发展很快，但只有包括中国等十余个发展中国家生产镁系列产品。根据国际镁业协会提供的信息表明，全球实际镁合金系列产品年产量不足 25 万吨。 就国内市场而言，镁 产品用于国内的消费只有总产量的 2030%，目前国内汽车生产企业，只有桑塔纳轿车的变速箱壳体和壳盖上使用镁合金压铸件。但这只是暂时现象，在世界性汽车的轻量化发展中，中国的汽车工业也将会很快跟进。 2001 年，中国已生产了镁合金方向盘芯、汽缸盖、离合器及刹车的踏板支架等，正努力赶上世界先进水平。另外在航天航海工业中，镁合金产品是必不可少的一部分，必然再度扮演轻量化的角色。 镁是最轻的金属材料，当镁价是铝价的 1.5 倍时就具有竞争力。而我国金属镁的生产成本低，镁锭国内市场价已和铝锭价格一致，甚至低于铝锭及其系列产品 ，具有较强的市场竞争力。 近年来，镁合金的用途不断扩大，主要用于汽车工业。在 2001年以后，西方发达国家的镁合金年消费量预计在 45 万吨以上，其中汽车用镁合金增长幅度进一步增大。例如福特汽车公司着眼 2000 年后中型车 100km 油耗少于 3L 的目标，于 1998 年推出轻质概念车P2000，所采用的铸镁车轮每个 3.1kg，比钢板冲压件减少 5kg；本田汽车的 方向盘加装安全气 囊后质量增加，采用 Am20 和 Am50 压铸座椅，质量比钢结构大大减少；通用 EV1 型汽车用镁制仪表将 20 个半冲压件及塑料零件合成一个压铸造件，减轻质量 3.6kg，增加了钢度，减少装配工作量；而大众公司的用镁目标是到 2001 年每车用镁量达50kg，目前大众用于汽车的镁合金压铸件已达 130 多个。对汽车减重 23 的呼声从未象现在这般强烈，近年欧洲共同体向欧洲的汽车生产厂家提议，到 2005 年为控制汽车废气中的 CO2含量，汽车百公里耗油量应不超过 6L，柴油发动机百公里耗油量应不超过 5.3L。当然，人们可从燃料管理系统等途径寻求解决的方法，但在这些方法中，汽车轻量化的努力将举足轻重，而镁合金无疑将会扮演极为重要的角色。 从国际市场上看，总体上来说镁合金产品主要是镁合金压铸 件的前景是乐观的，在国内市场上看仍属一种新兴材料。原因是镁合金压铸件工艺复杂，大部分镁业生产商对镁合金压铸件生产有畏惧心理；使用厂商在产品设计选材时，对镁合金压铸件成本缺乏认真分析，片面认为镁合金比铝合金价格高，很少采用镁合金压铸件，影响了镁合金压铸件生产的发展和市场开拓。目前，国外镁合金压铸件主要用于汽车工业，特别是小轿车。随着汽车轻量化、高速化、节能化的发展，镁合金压铸件生产必将进一步引起国外汽车厂商的高度重视，当然，也必然会引起我国汽车生产行业的关注。在航天航海、电力、通讯领域，镁合金压铸件的应用也会 越来越广泛。 从镁合金生产厂商来说，我国虽有上海乾通汽车附件公司，南京华宏有限公司压铸厂、渭南西北林业机械厂、昌河飞机制造公司铸造厂等镁合金压铸生产厂家，但他们的总产量只有数万吨，远远不能满足市场需求。根据有关资料对国内镁合金压铸件利用分析， 2000 年国内生产汽车 186 万辆，摩托车 1196 万辆，应用各类金属压铸件 38.3万吨，而利用镁合金压铸件仅 3064 吨，占应用压铸件总量的 0.80%。 镁合金在家用电器方面的应用是随着家电产品向轻、薄、短、小方向发展，以及各种要求零故障的便携式通迅设备需求量大增，再加上对 电磁相容（ EMC）及环保回收要求方面的提高，工程塑料机械性能逐渐不能满足需要而发展起来的。目前，在日本以及欧美有越来越多的厂家开始采用镁合金制造家电产品壳体，如过去使用塑料或铝合金材料的 笔记本电脑、磁盘机、数码相机、 24 数码摄录机、 MD 机、手机等 电子 产品，已逐步使用镁合金材料。 我国台湾省有发达的轻金属压铸工业，在亚洲其铝合金压铸业是日本之后居第二位。 1998 年以来又进军镁合金压铸业，目前无论其规模还是技术水平均居亚洲之冠，跻身世界先进行列，其主导产品为薄壁的笔记本机壳。 在 1998 年，全世界笔记本电脑总产量为 1800 万台，而台湾省产量是 650 万台，占世界的 35%， 1999 年台湾的笔记本电脑产量达 800万台，占全球总产量的 40%，并且其产量一直在不断增加。目前，台湾的笔记本电脑产量已逾 2000 万台，超过世界总产量的 50%。每台笔记本电脑需要 4 个镁合金盒，分别用于装记录纸、固定液晶板、键盘等。生产 2000 万台笔记本电脑，则需要 8000 万个镁合金盒，而目前台湾省的镁合金产品远远不能满足市场的需求。 镁合金在我国大陆电子产品中的应用上仍是处于开发阶段，但从改革开放历程来看，尽管我国与西方国家的国情、生活习惯不同，但在行 业发展、产品开发进程上带有很大的模仿性和相似性。工业发达国家的新技术、新材料对国内工业发展起到了重要的引导作用，同样镁合金在电子产品中的应用在国内也引起反响。目前我国在计算机部件及家用电器方面使用镁合金的计划和试验正在进行，并取得了很大的成效。不久国内生产的笔记本电脑、手机等电子产品将会大量使用镁合金部件。 出于环境保护和生产成本的考虑，西方发达国家的金属镁生产日益委缩，多家世界大型金属镁企业关闭。如挪威 2003 年关闭了海德鲁镁业公司的波斯格卢镁厂；诺兰达公司马格拉镁厂 2003 年 1 月关闭其 63000 吨的生产 能力；普基公司的马利克纳克镁厂和美国铝业公司西北合金厂的金属镁生产也已关停；日本更是在上世纪 90 年代末期就停止了金属镁生产，全部改为进口。在最近两年内，西方国家关闭的金属镁生产能力达 160000 吨，相当于世界需求总量的 40%。 20 25 世纪 90 年代末以来，中国政府加大了环境保护力度，提高了金属镁的生产门槛，许多中小金属镁厂由于生产设备简陋、工艺落后、环境污染严重，达不到国家规定的环境保护标准而被迫关闭， 而且 这种情况还将持续。基 于上述原因，导致国际 金属镁和 镁合金市场将长期呈现供应偏紧，价格稳定的局面。 26 第六章 厂址及建厂条件 6.1地理位置 MMMM 地处黄河流域， 地理座标为东经 1110211141，北纬 34553519之间，该县位于 XXXX 省 YYYY 地区中偏东南部，南接平陆，西邻 YYYY 市盐湖区，北连 NNNN，东南隔黄河与河南省渑池县相望。 某金属加工企业 有限公司年产 12000 吨 金属镁节能减排技术改造项目 厂址位于 XX 省 XX 市 XX 县 XX 村 东 南约 1.3km 处，此地在YYYY 东北 约 55km， MMMM 县城 以北 约 20km,NNNN以南 约 10km，ZZZZ 西南 约 340km。 该厂址距 闻夏 （ NNNNMMMM） 500m， 距太风 （ ZZZZ风陵渡） 公路 约 12km， 距 侯运高速 公路约 13km， 距大运 （ QABYYYY） 二级公路 约 12km， 距 同蒲铁路 约 12km。 交通发达便利。 6.2厂址概况 本项目地 址在 某金属加工企业 有限公司现有生产厂区内 。 该厂已生产 5 年，厂 区已经 建成 完善的交通、供电、供排水等基础设施，为项目的实施创造了很好的条件。 该厂址所在地原是一块低 洼盐碱地，由于土地荒凉 贫瘠，难以耕种。 某金属加工企业 有限公司在此 处进行 建设后 ，平整土地，挖沟排水，使这块土地有了新的用途。现在厂区除了生产设施外，还建有办公楼、食 堂、职工宿舍、浴室等生活设施，以及机修间、变电站、水泵房等辅助生产设施。本项目除对生产设施进行改造外，对生活设施和辅助生产设施全部保留。 厂区在建设时已经整平，现在 地势平坦 。本项目是在全厂区 实施， 27 整个建设场地呈长方形，占地面积 113520m2（ 约 合 170 亩），南北长344m，东西宽 330m。 6.3气象条件 全年平均气温 12.8 极端最高气温 39.5 极端最低气温 -18 夏季 平均气温 25.1 冬季 平均气温 -5 秋季平均气温 13.3 春季平均气温 12.9 年平均降雨量 580mm 年最大降雨量 750mm 年最小降雨量 444.3mm 年平均风 速 2.1m/s 主导风向 西北风 年平均日照时间 2293.4 小时 年平均无霜期 205 天 6.4工程地质 厂区范围内主要为第四系中更新统地层，岩性为洪积亚粘土，粘土及沙砾石层，属于涑水河冲积平原。厂区内 无古墓、洞穴等，地耐力较高。 该厂址覆盖层下没有活动的断裂构造，且场地及附近不存在不良地质作用，无地震液化土层，场地较稳定，适宜 建筑，可满足本工程建设要求。 目前厂址还未进行地质详探，建议主办方尽快委托有相当资质的 28 地质勘探部门进行勘探，整理收集厂址所在区域的详细地质资料，为下一步的初步设计和施工图设计提供条件。 根据中国地震烈度区划图，该区域抗震设计烈度为 7 度。 6.5给排水 厂址所在地是富水区，地下水资源丰富 。 本项目生产中采用闭路循环，用水量不大。 网邻村 有一眼 120m 深井， 在厂址东南 350m，出水量为 50m3/h，除自用外可向外 供 水 30m3/h。 某金属加工企业 有限公司生产和生活用水 一直是 由该水井供应 ，并建有专用供水管道。本 项目耗水量不超过 m3/h，故该水源完全可以满足本项目生产、生活及消防用水。 厂区已建成排水系统，雨水、生活及生产净下水排入厂区排水系统，再排出厂外。 6.6供电 本项目用电设备总装机容量为 2058.4kW。 在厂址以南约 km 有一座 张欣乡 110kV 区域变电站， 该变电站主要供应周围地区的工农业生产和居民生活用电， 某金属加工企业 有限公司现有生产用电也是来自该变电站，并建有 1 条 10kV 专用供电线路。本项目用电依然由该变电站供应。另外， 某金属加工企业 有限公司还在厂区配备有柴油发电机组作为备用电源，故本项目用电得以解 决。 6.供热 目前， 某金属加工企业 有限公司 在厂区建有锅炉房， 设 有 1 台 燃煤热水 锅炉，为厂区采暖、职工洗浴和其它生活需求供应热水。 本项目实施后，将拆除 该 燃煤锅炉代之以燃气锅炉 ；厂区采暖采用还原车间循环水；厂区浴室用水由安装在循环水系统 的换热器供 29 应。 30 第七章 企业 生产 现 状 7.1工艺流程 和生产设备 7.1.1 生产工艺和工艺流程 目前， 某金属加工企业 有限公司金属镁生产所采取的生产 工 艺是皮江法 ，年产金属镁锭 5000 吨 。 生产过程使用竖窑煅烧白云石，燃料为 无烟煤； 采用 人工燃煤倒 烟窑作 还原 炉 ；粗镁精炼是采用燃煤精炼 炉 、人工浇铸， 使用含有硫磺的覆盖剂对精炼过程进行保护。 还原炉和精炼均采用烟煤作燃料， 生产工艺流程如下。 把粒度 为 200 500mm 的白云石和粒度 50 100mm的无烟煤分别 装入料车，然后人工推上提升机，按一层白云石一层无烟煤的布料方式装入燃煤竖窑。 竖窑从下向上分别是冷却带、煅烧带、预热带，在预热带白云石借 助于烟气的热量进行预热，同时一部分白云石发生分解；在煅烧带白云石借助 无烟煤燃烧所放出的热量进行煅烧；在冷却带已煅烧好的白云石（俗称煅白）与鼓入的冷空气进行热交换，煅白被冷却，而空气被加热后进入煅烧带作助燃空 气。 冷却后的煅白用手推车送到原料制备车间， 再人工送入颚式破碎机破碎后备用；硅铁用颚式破碎机粗破后备用。将破粉碎好的煅白、硅铁和萤石等原料经称量后送球磨机混磨；混磨后的原料用螺旋输送机运至粉料仓，用压球机制成球团。 在还原车间，把来自原料 制备 车间的球团装入还原罐， 在还原炉中进行还原。 还原炉用烟煤作燃料，还原温度为 1200 左右，还原过程需要的真空由机械真空泵提供。金属镁以蒸汽的形式被还原出来，镁蒸汽在冷凝器冷凝成为粗镁。 在精炼车间，把粗镁和精炼熔剂装入精炼坩锅，用精炼炉精炼，采用烟煤作燃料。精炼完成 后采 用 人工浇铸成镁锭 ，在 整个 精炼过程 31 种，用含硫磺粉的覆盖剂进行保护 。 7.1.2 生产设备 企业现有设备见下表。 主要设备一览表 序号 设备名称 规格及型号 单位 数量 备 注 一 机械设备 1 球磨机 1.55.7m 台 1 2 卷扬机 台 2 3 提升机 HL300 台 2 4 螺旋输送机 GX250 台 2 5 颚式破碎机 PE-150 台 1 6 颚式破碎机 PE-250 台 2 7 压球机 3t 台 2 8 真空泵 套 20 二 热工设备 1 竖窑 座 2 2 燃煤还原炉 台 5 双面 30 支罐 3 燃煤还原炉 台 5 双面 38 支罐 4 燃煤精炼炉 台 3 5 燃煤锅炉 1t/h 台 1 三 其它设备 1 叉车 3t 台 1 2 旋风除尘器 台 3 3 布袋除尘器 台 1 7.2原料、燃料的来源和消耗 7.2.1 原料 企业目前生产所需的生产原料白云石、硅铁、萤石，以及还原罐、精炼熔剂、精炼坩锅 等，其来源、性能等与第 4 章所述相同。 7.2.2 燃料 现有煅烧白云石的竖窑采用无烟煤作燃料， 从 XXXX 等地的煤矿采购。 无烟 煤 分析如下 。 固定碳 73.1% 32 灰 份 16.2% 挥发份 8.26% 水 分 2.44% S 含量 26525kJ/kg 目前的 还原炉 和精炼炉采用烟煤作燃料，烟煤自邻近的 QA、YYZX 等地采买。 烟煤 分析如下。 固定碳 68.03% 灰 份 11.1% 挥发份 21.0% 水 分 4.28% S 含量 0.56% 烟煤热值为 26460kJ/kg。 7.2.3 技术经济 指标 详见主要技术经济指 标表。 主要技术经济指标表 序号 指 标 名 称 单 位 指 标 备 注 一 产品 1 金属镁 锭 t/a 5000 二 各种原材料单耗指标 1 白云石 t/t 16.5 2 硅铁 t/t 1.25 3 萤石 t/t 0.22 4 硫磺 kg/t 5.00 5 精炼熔剂 t/t 0.12 6 还原罐 支 /t 0.13 7 坩锅 个 /t 0.08 三 动力单耗指标 1 烟煤 t/t 7.7 热值是 26460kJ/kg 2 无烟煤 t/t 2.5 热值是 26525kJ/kg 3 电 kWh/t 605 4 水 t/t 2.5 33 四 原材料消耗 1 白云石 t/a 82500 2 硅铁 t/a 6250 3 萤石 t/a 1100 4 硫磺 t/a 25 序号 指 标 名 称 单 位 指 标 备 注 5 精炼熔剂 t/a 600 6 还原罐 支 /a 650 7 坩锅 个 /a 400 五 动力消耗 1 烟煤 t/a 38500 2 无烟煤 t/a 12500 3 电 kWh/a 30.25105 7.3燃料消耗和排放物分析 7.3.1 燃料消耗分析 序号 能源项目 单 位 数 量 折算系数 折合标准煤 1 烟煤 t/t 7.7 0.9071 6.98467 2 无烟煤 t/t 2.5 0.9094 2.2735 3 电 kWh/t 605 4.210-4 0.2541 4 水 m3/t 2.5 2.010-4 0.0005 合 计 9.51277 从表中可知，目前企业金属镁能耗为 9.51277t 标准煤 /t 金属镁，全年总能耗为 47564t 标准煤。 7.3.2 排放物分析 7.3.2.1 二氧化碳 排量计算 计算公式 如下： E= FQka44/121000 ECO2 排放量 ， t/t 产品 ； F燃料的消耗量 ， t/t 产品 ； Q燃料发热量 (MJ/kg)； K为 燃料的碳排放系数（原煤 24.74）； A燃料的碳氧化率（原煤 0.9） 。 1） 烟煤燃烧 CO2 排量 （按每吨 金属镁产量计） 34 CO2排量 ： E1=7.726.4624.740.944/121000=16.634（ t/t 金属镁 ） 其中： Q=26460kJ/kg（ 26.46MJ/kg） 2）无烟煤燃烧 CO2 排量 （按每吨金属镁产量计） CO2排量： E2=2.526.52524.740.944/121000=5.414（ t/t 金属镁 ） 其中： Q=26525kJ/kg（ 26.525MJ/kg） 3）白云石分解 CO2 排量 （按每吨金属镁产量计） 白云石中所含 CO2平均为 47%。 CO2 排量： E3=16.547%=7.755（ t/t 金属镁） 7.3.2.2 二氧化硫 排量计算 计算公式如下： G 2BFS（ 1 N） GSO2 排量， t/t 产品； B系数 （工业窑炉取 0.8） ； F燃煤量 ， t/t 产品； S含硫率 ， %； N为脱硫效率 ， %。 1）烟煤燃烧 SO2 排量（按每吨金属镁产量计） SO2 排量： G1 20.87.70.56%（ 1 20%） =0.0552（ t/t 金属镁） 其中：烟煤含硫 0.56%，脱硫效率取 20%。 2）无烟煤燃烧 SO2 排量（按每吨金属镁产量计） SO2 排量： G2=20.82.50.31%（ 1 20%） =0.00992（ t/t 金属镁） 其中：烟煤含硫 0.31%，脱硫效率取 20%。 3）硫磺燃烧 SO2 排量（按每吨金属镁产量计 ） 35 目前，粗镁精炼过程采用含有硫磺的覆盖剂进行保护，这个过程硫磺燃烧产生 SO2气体。 硫磺消耗量为 5kg/t 金属镁，计算如下： S O2= SO2 32 64 5 G3 G3/64=5/32 SO2 排量： G3=564/32=10（ kg/t 金属镁） 目前 ， 企业生产过程中， CO2、 SO2 和各种废渣 排量 见下表： 序号 项 目 消耗 量 t/t 镁 产物量（ t/t 镁） CO2 SO2 Mg 废渣 1 烟煤 7.7 16.634 0.0552 1.155 2 无烟煤 2.5 5.414 0.00992 0.5 3 白云石 16.5 7.755 1.0 8.692 4 硅铁 1.25 1.25 5 萤石 0.22 0.22 6 精炼熔剂 0.12 0.173 7 硫磺粉 0.005 0.01 合 计 29.803 0.07512 1.0 11.99 注：烟煤废渣量按 15%计， 无 烟煤渣量按 20%计。 从表中可知，目前企业单位产品废渣产生量 11.99t/t 金属镁。其中煤渣 1.655t/金属镁，还原渣 10.162t/t 金属镁，精炼渣 0.173t/t 金属镁。 全年共产生煤渣 8275t，还原渣 50810， 精炼渣 865t。 从表中分析计算，生产 1 吨金属镁产生 29.803tCO2、 0.07512tSO2，全年产生 CO2 是 149015t、 SO2 为 376t。 36 第八章 生产工艺流程及主要设备 8.1工艺流程的选择 8.1.1 金属镁生产技术分类 现代生产金属镁的方法，主要分为两类：一是电解法；一是硅热法。而硅热法又分为多种：外热式硅热还原法（皮江法）；半连续硅热还原法；内热法（波尔扎诺法）。采用何种 方法生产金属镁主要是取决于生产原料，电解法所用原料是菱镁矿、海水镁盐和盐湖镁盐；硅热法所用原料是白云石。 8.1.2 金属镁生产工艺选择 本项目 由于原料所限，不宜采用电解法。硅热法所用原料是白云石，这是 XXXX 省和当地的资源优势。皮江法炼镁具有投资少、建设周期短、见效快 、产品质量好 等优点，不利之处主要是能耗高、环境污染严重；半连续硅热法虽然具有工艺流程短、生产工序简单、单体设备产量大、低污染的特点，但一次性投资较大，还原温度高，还原过程需加铝土矿作熔剂，产品质量较差，世界上采用此工艺生产金属镁的国家不多；目前 世界上采用内热法（波尔扎诺法）生产金属镁的国家也很少，仅有意大利等国家采用此工艺进行金属镁生产。 由于生产技术和生产设备所限，国内至今还没有采用半连续硅热法和 内热法（波尔扎诺法） 生产金属镁的成功经验。综合来看，皮江法为目前国内外首选金属镁生产工艺。 通过以上分析，本可研选用皮江法生产金属镁。针对皮江法生产的环境污染问题，将通过大量采用先进环境保护设备和优化设计加以解决。本可研认为这样的选择是非常合理的。 37 8.2金属镁生产原理 皮江法生产中利用煅烧白云石获得氧化镁。在温度 11501200 能获得较好的煅白，其反应式为： MgCO3CaCO3MgOCaO+2CO2 将煅白和还原剂（一般用 75#硅铁）按最佳的配料比混合 ,在还原温度下进行还原反应 ,其反应式为 : 2(MgOCaO)+Si2Mg+2CaOSiO2 8.3生产工艺流程 本项目工艺流程简述如下： 生产原料进厂后分别堆存，白云石送白云石堆场；原煤送到煤堆场堆存；硅铁、萤石等送原料库存放。 8.3.1 白云石煅烧 把粒度为 100 300mm 的白云石装入料车，然后 用卷扬机通过斜桥上到机械化竖窑顶 ， 从竖窑顶部装入窑内 。竖窑从下向上分别是冷却带、煅烧带、预热带，在预热带白云石 吸收 烟气的热量进行预热，同时一部分白云石发生分解； 从窑外进入的 发生炉煤气（ 热煤气 ） 和空气在煅烧带混合燃烧， 放出热量对 白云石进行煅烧；在冷却带已煅烧好的白云石（俗称煅白）与 从窑底 鼓入的冷空气进行热交换，煅白被冷却，而空气被加热后进入煅烧带作 为 助燃空气。 窑 顶完全密封，每个竖窑产生的烟气通过各自的排烟管道与排烟总管相连。 每个 竖窑的 排烟管都装有阀门，生产时阀门开通，停产 和检修 时关闭 ， 使每个竖窑都不会影响其它竖窑的生产 。 煤气燃 烧产生的烟气经过预热带后，白云石吸收热量温度上升，烟气温度下降。 窑顶烟气温度低于 300 ， 由竖窑排烟管 道 进入排烟总管， 通过 引风机后，再经石灰水洗浴脱硫除尘 排入大气。 8.3.2 原料制备 38 在原料制备车间，冷却后的煅白用斗式提升机送至煅白料仓，萤石用斗式提升机入萤石料仓；硅铁用颚式破碎机破碎后用斗式提升机运到硅铁料仓。将分仓贮存的煅白、硅铁、萤石等原料经皮带秤称量后配料（配料全过程均由计算机控制自动进行），然后输送至球磨机混磨；混磨后的原料用螺旋输送机运至粉料仓，用压球 机制成球团。 8.3.3 还原和精炼 在还原车间，把来自原料车间的球团装入还原罐， 在还原炉中进行还原。本设计采用了蓄热式还原炉， 还原炉用发生炉煤气 （冷煤气）作燃料，还原温度为 1200 左右，还原过程需要在真空环境下进行，真空由机械真空泵持续提供。在还原罐前部装有冷凝器，金属镁以蒸汽的形式被还原出来，镁蒸汽在此处被冷凝成为粗镁。还原过程完成后，关闭真空阀，打开还原罐，取出粗镁扒出还原渣。 在精炼车间，把粗镁和精炼熔剂装入精炼坩锅，用精炼炉精炼，发生炉煤气 （冷煤气） 作燃料。精炼完成后用吊车吊起坩锅送到半连续铸造机 保温装置上，由铸造机上的倾翻装置把坩锅倾翻进行铸造，生产出合格的金属镁锭。 由于本设计采用了蓄热式精炼炉，煤气燃烧产生的烟气经过蓄热室后，热量被吸收，温度降至 150 以下。烟气出精炼炉，经布袋除尘器净化后，作为精炼过程的保护气体。 8.3.4 煤气站生产 本设计煤气站 分为热站和冷站，热站 安装有 1 台 3.2m二段式煤气发生炉，产生的煤气为热 煤气 ，专供竖窑；冷站安装有 2 台 3.2m二段式煤气发生炉，产生的煤气为冷煤气，供应还原炉、精炼炉和锅炉等。 把粒度 合格（ 20 40mm、 25 50mm、 30 60mm）的原料煤 经卷扬机，送至煤气站各煤仓内。煤由煤气发生炉的加煤机自动控制加入二段式煤气炉炉膛内。进入炉膛内的煤料从上向下运动，经由炉内干燥层、干馏层、还原层、氧化层、灰渣层，最后经煤气发生炉由炉 39 篦、灰斗、传动装置等组成的除灰装置自动排出炉外，人工运至渣场。 由空气鼓风机送来的空气，经空气管道由炉底汇合旋风除尘器水夹套的自产蒸汽进入炉内，作为气化剂。气化剂进入炉内后经灰层预热，在氧化层和碳发生反应，生成 CO2,并放出大量热量 ；在还原层， CO2 和气化剂中所携带的水与灼热的碳反应，生成了煤气（ CO 和 H2 ）。约 2/3 的煤气由下段煤气出口排出，温度为 500 600 ；约 1/3 的煤气，上升到干馏层，依靠煤气自身的显热和下段煤气通过隔墙传导的热量加热煤料，进行低温干馏，和干馏煤气一起由上段煤气出口排出，温度约为 100 左右。 由于煤气炉为二段式煤气发生炉，所以为煤气站配套的净化回收工艺也分为上段部分和下段部分。上段净化工艺为间接处理方式，即煤气经上段电捕焦油器除去煤气中的焦油后，进入间接冷却器 ；下段煤气经夹套式旋风除尘器除去煤气中的大部分粉尘后 ,进入风冷塔进一步降温除尘后煤气温度降到 100 150 , 进 入间接冷却器和上段煤气混合后 ,进入二级电捕焦油器进一步除去煤气中的尘及焦油，之后煤气经加压送往 脱硫塔。脱硫后的冷煤气送往各 用户。 对于热煤气站，则煤气不经过冷却设备，而是在除尘、捕焦油后直接送竖窑。 采用二段式煤气炉工艺，由于上段煤气中含有大量的挥发性油及挥发份中的酚，氰等有毒物，均为间接处理，所以不产生新的含酚污水。下段煤气为半焦或焦炭气化，煤气中几乎不含焦油和有毒物，从而可以满足环保的要求。上段煤气冷凝的少量含酚污水和系统分离 (约 0.5 t/h) 送入旋风除尘器的夹套内，使之变为水蒸气 ,随空气一起作 为气化剂进入煤炉内氧化层焚烧 . 本设计 金属 镁生产工艺流程如下图所示： 40 萤 石 硅 铁 白云石 空 气 颚式破碎机 上料车 鼓风机 斗式提升机 卷扬机 斗式 提升机 竖 窑 烟 气 推料车 引风机 下料斗 除尘、脱硫 颚式破碎机 排 放 料 仓 料 仓 斗式提升机 原 煤 料 仓 热煤气 卷扬机 配 料 煤气发生炉 球磨机 旋风除尘器 斗提机 电捕焦油器 料 仓 冷却器 41 空 气 压球机 冷 煤气 鼓风机 还原炉 煤气加压机 烟 气 粗 镁 脱硫塔 引风机 精炼炉 排 放 半连续铸造机 鼓风机 烟 气 镁 锭 空 气 布袋除尘器 引风机 保护气体 8.4 主要生产 设备 8.4.1 白云石煅烧 车间 1） 机械化煤气竖窑 12 座 2）鼓风机 12 台 3） 卷扬机 12 台 4）洗浴除尘器 2 台 5）引风机 2 台 8.4.2 原料制备车间 42 1） PEX-150750 颚式破碎机 1 台 2） PEX-250750 颚式破碎机 2 台 3） 1.838m球磨机 1 台 4） 5t 压球机 3 台 5） 斗式提升机 HL300 4 台 6）螺旋输送机 GX250 3 台 7）布袋除尘器 1 台 8）引风机 1 台 8.4.3 还原车间 1）蓄热式还原炉 （双面 56 支罐） 10 座 2）真空泵 20 套 3） 9-19No5.6A 鼓风机 10 台 4） 9-38No5U 引风机 10 台 8.4.4 精炼车间 1）蓄热式精炼炉 3 座 2） 9-26No4A 鼓风机 3 台 3） 9-38No4D 引风机 3 台 4）布袋除尘器 1 台 5）引风机 2 台 6）半连续铸造机 2 台 8.4.5 煤气站 1） 3.2m两段式煤气发生炉 3 台 2）上煤机 3 台 3）旋风除尘器 3 台 4）电捕焦油器 3 台 5）煤气加压机 2 台 6）脱硫塔 2 台 43 8.5 主要 生产 设备 特点 8.5.1 白云石煅烧设备 白云石的煅烧可以采用不同的设备， 在金属镁生产中 一般是用竖窑 或 回转窑 。 回窑具有的优点是 生产能力大，机械化、自动化程度 高 ，劳动生产率较高； 还 可以煅烧碎料 ，可充分利用白云石资源 。 缺点是基建投资高，设备重 量 大；原料和燃料消耗较大。 竖窑原是我国应用较多的煅烧设备，在上世纪 90 年代 ， 我国金属镁厂大多是采用 竖窑 煅烧白云石。竖窑具有机械设备轻、投资费用少、原料和燃料消耗低 的优点 。缺点是 窑内温度不易掌握，易造成欠烧料和过烧料；